仿生鱼机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于仿生智能机器人技术领域，具体讲就是涉及一种仿生鱼机器人。
【背景技术】
[0002]二十一世纪是人类开发海洋的世纪，随着陆地资源的日益枯竭，人类必将大规模的开发和利用海洋的各种资源。为了适应这种需求，新型水面和水下潜器设备以及水下机器人得到了迅猛的发展。
[0003]仿生学是20世纪60年代出现的一门综合性边缘学科，它由生命科学与工程技术科学相互渗透、相互结合而成。仿生学将有关生物学原理应用到工程系统的研究设计中，对当今日益发展的仿生机器人科学起到了极大的推动作用。近年来，人们从丰富多彩的鱼类身上获得灵感，将它们的运动机理和行为方式运用到对水下机器人运动机理和控制的研究中，以提高水下机器人的推进效率和速度。
[0004]随着海洋开发事业的发展，一般水中技术己无法适应各种综合考察和研究并完成多种复杂条件下作业的需要，水下机器人在海洋科学考察、水下工程(包括探矿、采矿)、打捞救助和军事活动等许多领域显露出广阔的应用前景和巨大的潜在价值。目前机器人在水中的运动方式，可分为浮游式、步行式和移动式机器人，其中浮游式就是结合了鱼类和机器人而成的一种仿生学机器人产品，其行动高效灵活，但是往往都存在结构复杂，能源消耗较大的缺陷。
[0005]中国专利CN1480300A公开了一种可以在水中游弋的鱼形机器人，它包括鱼形外壳及框架，沉浮机构，摇摆机构，摆动机构，信息感知机构，控制器及电源构成，鱼身与鱼尾之间为活动连接，框架密封在鱼形外壳内，沉浮机构，摇摆机构，摆动机构，信息感知机构，控制器及电源均安装在框架内，沉浮机构置于鱼头，摇摆机构由摇摆电机，曲柄遥感机构，伸出杆，鱼鳍左右各一个对称设置，摆动机构由摆动电机连接驱动导杆组成，导出杆的外端连接驱动固定在鱼尾上的摆动连接件，信息感知机构中的距离传感器设置鱼头的最前部，视觉传感器设在鱼的鱼眼位置，姿态传感器，压力传感器设在鱼身内，控制器及电源设在鱼身内，该鱼形机器人能够模仿鱼类在水中游动，但是控制游动过程消耗能源较大，鱼尾能够摆动角度较小，浮游速度不快。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型设计的目的就是针对现有的鱼形仿生机器人游动速度不快，结构复杂的技术缺陷，提供一种仿生鱼机器人，利用单片机和舵机的联合控制，简化了鱼形机器人的结构，提高了鱼形仿生机器人的游动速度，整个仿生鱼机器人体积较小，能够完成大型仿生鱼机器人因为体积限制无法完成的工作。
[0007]技术方案
[0008]为了实现上述技术目的，本实用新型设计的一种仿生鱼机器人，它包括防水外壳、鱼身框架、翼形胸鳍、距离传感装置、单片机控制器、电源、舵机、传动连接杆、配重和摆尾，其特征在于:所述防水外壳套装在鱼身框架外，距离传感装置安装在鱼身框架内的头部，距离传感装置与单片机控制器连接，能够将探测到的障碍信号传递给单片机控制器，单片机控制器控制舵机，摆尾通过传动连接杆装在舵机的输出轴上，配重装在鱼身框架内的底部能够使鱼类仿生机器人在静止不动时保持在水中半潜状态，翼形胸鳍装在鱼身框架外部能够保持鱼类仿生机器人下潜时的平衡。
[0009]进一步，所述电源为距离传感装置、单片机控制器和舵机供电。
[0010]进一步，所述距离传感装置为超声传感器。
[0011]有益效果
[0012]本实用新型提供的一种仿生鱼机器人利用单片机和舵机的联合控制，简化了鱼形机器人的结构，提高了鱼形仿生机器人的游动速度，整个仿生鱼机器人体积较小，能够完成大型仿生鱼机器人因为体积限制无法完成的工作，同时具有低能耗，增加续航及工作时间的优点。
【附图说明】
[0013]附图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例，对本实用新型做进一步说明。、
[0015]实施例
[0016]如附图1所示，一种仿生鱼机器人，它包括防水外壳1、鱼身框架2、翼形胸鳍3、距离传感装置4、单片机控制器5、电源6、舵机7、传动连接杆8、配重9和摆尾10，其特征在于:所述防水外壳I套装在鱼身框架2外，距离传感装置4安装在鱼身框架2内的头部，距离传感装置4与单片机控制器5连接，能够将探测到的障碍信号传递给单片机控制器5，单片机控制器5控制舵机7，摆尾10通过传动连接杆9装在舵机7的输出轴上，配重9装在鱼身框架2内的底部能够使鱼类仿生机器人在静止不动时保持在水中半潜状态，翼形胸鳍3装在鱼身框架2外部能够保持鱼类仿生机器人下潜时的平衡。
[0017]所述电源6为距离传感装置4、单片机控制器5和舵机7供电。
[0018]所述距离传感装置4为超声传感器。
[0019]本实用新型由翼形胸鳍3结合摆尾10推进速度来控制仿生机器鱼在水中的沉浮，其物理学原理是摆尾摆动产生前行动力推动整个机器鱼前进，根据流体力学原理截面为倒机翼形状胸鳍在前行过程中产生的压力致机器鱼潜入水下，前行速度越快则机器鱼获得的下压力越大，前行速度减慢则机器鱼缓慢上浮，直至回到起始半浮潜状态。
[0020]本实用新型提供的一种仿生鱼机器人利用单片机和舵机的联合控制，简化了鱼形机器人的结构，提高了鱼形仿生机器人的游动速度，整个仿生鱼机器人体积较小，能够完成大型仿生鱼机器人因为体积限制无法完成的工作，同时具有低能耗，增加续航及工作时间的优点。
【主权项】
1.一种仿生鱼机器人，它包括防水外壳(I)、鱼身框架(2)、翼形胸鳍(3)、距离传感装置(4)、单片机控制器(5)、电源(6)、舵机(7)、传动连接杆(8)、配重(9)和摆尾(10)，其特征在于:所述防水外壳(I)套装在鱼身框架(2)外，距离传感装置(4)安装在鱼身框架(2)内的头部，距离传感装置(4)与单片机控制器(5)连接，能够将探测到的障碍信号传递给单片机控制器(5)，单片机控制器(5)控制舵机(7)，摆尾(10)通过传动连接杆⑶装在舵机(7)的输出轴上，配重(9)装在鱼身框架(2)内的底部能够使鱼类仿生机器人在静止不动时保持在水中半潜状态，翼形胸鳍(3)装在鱼身框架(2)外部能够保持鱼类仿生机器人下潜时的平衡。2.如权利要求1所述的一种仿生鱼机器人，其特征在于:所述电源(6)为距离传感装置(4)、单片机控制器(5)和舵机(7)供电。3.如权利要求1所述的一种仿生鱼机器人，其特征在于:所述距离传感装置(4)为超声传感器。
【专利摘要】一种仿生鱼机器人，它包括防水外壳、鱼身框架、翼形胸鳍、距离传感装置、单片机控制器、电源、舵机、传动连接杆、配重和摆尾,其特征在于：所述防水外壳套装在鱼身框架外，距离传感装置安装在鱼身框架内的头部，距离传感装置与单片机控制器连接，能够将探测到的障碍信号传递给单片机控制器，单片机控制器控制舵机，摆尾通过传动连接杆装在舵机的输出轴上，配重装在鱼身框架内，翼形胸鳍装在鱼身框架外部能够保持鱼类仿生机器人下潜时的平衡。本实用新型利用单片机和舵机的联合控制，提高了鱼形仿生机器人的游动速度,整个仿生鱼机器人体积较小，能够完成大型仿生鱼机器人因为体积限制无法完成的工作。
【IPC分类】B63H1/36, B63H25/26
【公开号】CN204916137
【申请号】CN201520709271
【发明人】张鸿铭
【申请人】上海市上海中学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月14日